De Nobelprijs voor de natuurkunde 2008 is toegekend aan Yoichiro Nambu (VS), Makoto Kobayashi en Toshihide Maskawa (Japan).
Nambu krijgt de helft van de prijs voor zijn ontdekking van het mechanisme van spontane symmetriebreking in de subatomaire fysica. Kobayashi en Maskawa delen de andere helft van de prijs voor hun ontdekking van de oorsprong van de gebroken symmetrie. Dit voorspelde het bestaan van tenminste drie quarkfamilies.
"Het is de eerste grote prijs voor symmetriebreking in de subatomaire fysica en dat is heel mooi," vindt prof.dr. Eric Laenen*, hoogleraar theoretische fysica. Hij vindt alle drie terechte winnaars, maar is wel enigszins verbaasd over de combinatie van Nambu, Kobayashi en Maskawa. Die mening deelt Nobelprijswinnaar Tini Veltman.
Nambu is de man van het algemene mechanisme van spontane symmetriebreking. Zijn werk leidde tot een mathematische beschrijving die de structuur aanbracht in de wereld van de elementaire deeltjes zoals die het nu nette Standaardmodel bevolken. Deze symmetriebreking maakt bijvoorbeeld duidelijk waarom het pion zo licht is. Soortgelijke ideeën worden nog steeds in theorievorming over fysica voorbij het Standaardmodel gebruikt.
Kobayashi en Maskawa hebben met hun theoretische werk symmetriebreking gekoppeld aan de drie quarkfamilies in het Standaardmodel. Ze bouwden daarbij voort op werk van de Italiaan Nicola Cabbibo (begin jaren ’60 van de vorige eeuw werkzaam bij CERN). Hij geldt als de man die de aanzet heeft gegeven tot de theoretische beschrijving die een verklaring opleverde van gebroken symmetrieën in de fysica van de elementaire deeltjes. Kobayashi en Maskawa breidden het oorspronkelijke idee van Cabbibo uit naar drie generaties quarks en voorspelden daarmee dat in het Standaardmodel tenminste drie quarkfamilies moeten bestaan. Het is niet duidelijk waarom Cabbibo niet in de prijzen is gevallen.
Op grote schaal is ons hele heelal het resultaat van symmetriebreking. Met de oerknal moet er even veel materie als antimaterie zijn ontstaan. Die vernietigen elkaar en dat is kennelijk niet gebeurd, want ons heelal bestaat en met dat heelal bestaan wij. Per elke tien miljard deeltjes moet één extra materiedeeltje genoeg zijn geweest om het heelal te ‘redden’. Waarom deze afwijking ontstond of bestond, is nog altijd een groot raadsel. Experimenten bij LHC wierpen hier hopelijk meer licht op.
* Laenen is deeltijdhoogleraar theoretische fysica bij de Universiteit Utrecht, voltijdshoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam en leider van het theorieprogramma op het Nikhef, het Nationaal instituut voor subatomaire fysica. Tevens leidt hij het FOM-onderzoeksprogramma ‘Theoretical particle physics in the era of the LHC’.